一种适合多频连续波体制雷达的航迹起始算法

作为多目标航迹处理中的首要问题,航迹起始的好与坏直接影响着后续航迹的处理.现有的航迹起始算法主要分为顺序处理技术和批处理两大类,包括直观法、逻辑法、Hough变换法、修正的Hough变换法等.本文对几种航迹起始算法的性能进行了仿真分析,并在此基础上研究了一种基于逻辑法的航迹起始算法,工程应用表明这是一种适用于多频连续波体制雷达的航迹起始算法.     

复杂环境下基于序列Hough变换和逻辑法的航迹起始方法

Hough变换常用于雷达的航迹起始,但是复杂环境下,由于杂波密度大、 探测回波不连续导致目标在参数空间的投票常常淹没在噪声和杂波中,为检测出目标一般将阈值设低,这导致后续还原航迹的运算量变大.针对常规Hough变换无法在复杂环境下有效使用的问题,提出了一种基于序列Hough变换和逻辑法的航迹起始方法,利用雷达在同一次扫...     

一种临近空间高超声速目标航迹起始算法

提出一种三维空间中基于多普勒的改进修正霍夫变换快速航迹起始算法。利用传统航迹起始算法起始高超声速目标将导致目标容易丢失和虚假航迹增多,这不利于对高超声速目标的跟踪。文中提出的方法在三维空间中首先利用条件约束和多普勒信息辅助剔除部分虚假点,再利用修正霍夫变换法进行航迹起始。该算法不仅能有效起始航迹,而且极大地抑制虚假航迹。通过蒙特卡洛仿真实验表明,该算法能快速高效地起始航迹,是一种可行的临近空间高超声速目标的航迹起始算法。     

并行Hough 变换航迹起始

Hough 变换作为一种批处理航迹起始方法,混淆了传感器量测数据的时序信息,难以克服单次扫描数据的累积效应。该文通过改变Hough 变换处理结构和计数器累加方式,提出了一种并行处理结构的Hough 变换航迹起始算法。该算法利用Hough 变换将不同时刻的量测集合分别映射到参数空间,继而将空间中具有相同索引的各次累加结果构成累加向量;再根据建立的参数空间累加规则,利用滑窗法来确定累积矩阵的输出,最后通过门限检测实现航迹起始判决。对密集杂波环境下不同扫描周期下的航迹起始问题进行了仿真验证,结果表明了并行Hough变换起始算法的有效性。      

三维空间中高超声速目标修正三级Hough变换-检测前跟踪算法

针对大型相控阵雷达对于临近空间高超声速目标的检测跟踪问题,该文提出一种修正的3级Hough变换(MTS-HT)检测前跟踪算法。首先,为了解决直接进行3维Hough变换计算量大的问题,将3维点迹依次降维映射至径向距离-时间、方位角-时间和仰角-时间3个平面进行2维Hough变换;其次,为了能够在充分利用点迹能量信息的基础上尽量减小强干扰的影响,在每级Hough变换中采用非相参积累和二值积累相结合的双重积累方式进行点迹筛选;最后,通过引入运动约束以及合并相似航迹的方式进行航迹精简,从而有效降低虚假航迹数,得到按照时序关联的最终检测航迹。仿真结果表明,该算法具有较高的航迹检测概率和较低的虚假航迹检测概率,可以实现对临近空间高超声速目标的有效检测跟踪。     

一种天波超视距雷达分级Hough变换航迹起始方法

天波超视距雷达固有的低数据率、低检测概率和低量测精度等特征对航迹起始方法提出新的挑战。本文提出了一种天波超视距雷达两级Hough变换航迹起始算法(TH-HT)。该方法首先采用时间-径向距离数据进行第1级Hough变换,将多普勒量测作为积累约束条件来避免无效积累,得到候选航迹;之后对与每条候选航迹相应的时间-方位角数据进行第2级Hough变换,最终得到确认航迹。通过描述各级积累单元获得杂波投票数期望的定理,给出两级阈值的确定方法。与MMUPDA的仿真比较表明,TH-HT不但具有较高的航迹起始概率和较低的虚假航迹概率,而且运行时间大大降低。     

密集杂波和未知数目条件下的多目标检测算法

针对低信杂比和目标数量未知条件下的多目标检测问题,提出了一种基于Hough变换及扩展网络的检测前跟踪算法。首先采用标准Hough 变换及最小距离法生成侯选航迹,然后以每条侯选航迹为单位构成扩展网络,对侯选航迹进行杂波滤除,并利用功率均值法对侯选航迹进行二次筛选。最后通过剔除野点得到准确的航迹数及航迹参数。实验表明该方法不但实时性强,而且较好地解决了以往检测前跟踪算法在未知目标数量的条件下要求目标数量上限先验已知的问题。      

一种改进的基于随机Hough变换的航迹起始方法

针对强杂波环境和目标回波不连续情况下,现有的Hough变换法及其衍生出来的相关改进算法无法有效起始航迹的问题,提出了一种改进的基于随机Hough变换的航迹起始方法.该方法利用速度信息加以限制,不仅对相邻两个周期的数据进行关联,也可以对间隔了一个周期的两组数据进行关联.仿真结果表明,该方法在强杂波环境和目标回波不连续情况下体现了良好性能.     

密集杂波环境下的多目标航迹起始算法研究

针对密集杂波环境下多目标航迹起始问题,提出了基于Hough变换和直观法的一种新的航迹起始算法,很好地解决了Hough变换在航迹起始中因为扫描周期数有限而无法使用以及直观法在密集杂波下无法正常起始航迹的问题,同时降低了航迹起始的总运算量。通过仿真结果可知,该方法能在密集杂波环境下对多目标航迹实现有效起始,对工程应用有一定意义。     

快速随机Hough变换航迹起始算法

针对基于Hough变换航迹起始算法存在的虚警率过高现象,提出了一种快速随机Hough变换(FRHT)航迹起始算法。该算法充分考虑了目标的运动信息,使用了序列采样策略,并利用采样终止规则限制采样次数,从而保证了该算法具有较高的航迹起始成功率,并且大大缩短了航迹起始时间。仿真结果表明了算法的有效性。     

一种基于多普勒信息的雷达目标跟踪方法

机载预警雷达采用脉冲多普勒体制,具有良好的低空探测性能,但其存在不可忽略的多普勒盲区问题。在目标跟踪的过程中,该盲区容易造成目标中断和重起批。针对多普勒盲区条件下的目标连续跟踪问题,文中提出了一种基于多普勒预测的扩展卡尔曼滤波算法(Doppler Prediction EKF,DP-EKF),该方法将多普勒盲区的先验信息并入到扩展卡尔曼滤波算法中,通过状态预测判断目标在未来时刻是否落入多普勒盲区,从而自适应地调整跟踪滤波规则,解决多普勒盲区条件下目标连续跟踪问题。仿真结果表明,该算法对于运动模型已知的航迹不连续目标具有较好的跟踪效果,能够维持其航迹的连续性。     

一种多普勒盲区条件下的多假设运动模型目标跟踪方法

 机载预警雷达存在不可忽略的多普勒盲区问题。在目标跟踪的过程中,该盲区容易造成目标航迹中断和重起批。针对该问题,提出了一种基于多假设运动模型的目标跟踪方法。该方法根据多普勒盲区对目标状态的约束形成多个假设运动模型,当新出现的量测值落入任何一个运动模型形成的关联波门内,则航迹关联成功。仿真结果表明,该算法在不同盲区范围条件下,针对不同机动能力的目标均具有较高的航迹关联率,有效提高了目标连续跟踪性能。     

基于MSC-UHT的被动多传感器多目标航迹起始技术

针对传统基于Hough变换的航迹起始方法存在的计算量大及门限和参数选取困难,进而导致算法性能不稳定的问题,提出了一种非量化Hough变换的被动多传感器航迹起始算法,将数据空间中的备选小航迹转换成参数空间中的一个点,巧妙地避开了Hough变换量化一累积～峰值提取的变换流程,进而采用MeanShift聚类方法实现在参数空间中对目标个数的判断和测量的关联。仿真实验表明了该算法的有效性和优越性,具有较高的实际应用价值。     

基于最大置信度的多目标检测算法

针对混合运动模式下目标数量及目标运动速度范围等多项先验信息缺乏状况下的复杂航迹起始问题,提出一种基于最大置信度的多目标检测算法。该算法借鉴动态规划技术中的能量积累思想,并充分利用了传感器信号强度信息。在粗起始阶段利用扩展搜索算法生成候选航迹,并利用模型粗匹配的方法将候选航迹大致分为直线运动及曲线运动两种类型。在航迹确认阶段,采用基于信号强度信息的概率多假设跟踪算法,通过计算最优状态估计值获得量测点属于某一目标的最大置信度,并依据最大置信度确认目标量测。仿真实验结果表明,该方法实时性强,不仅能对多目标航迹准确起始,也可以有效避免概率多假设跟踪算法由于初值质量差而导致的错误跟踪现象。      

基于雷达量测时空特征的航迹起始方法

日益拥挤、复杂的空域环境,使得确定真实目标航迹的起始尤为主要。现有关于雷达目标航迹起始的研究大多只考虑了实时性或起始率中的一种,难以在强杂波环境下完成快速而准确的航迹起始。本文提出一种适用于强杂波环境的基于深度学习和雷达量测时空(DLTS)特征的航迹起始算法。该算法首先从雷达量测组合中筛选出候选集,并从中提取出量测组合的时序变化和空间分布向量,作为一维卷积神经网络(1DCNN)和门控循环单元(GRU)混合模型的输入,获得量测组合的时间和空间维度特征,再将二者合并得到时空特征。最后对经过自注意力处理的时空特征进行真假航迹分类,完成航迹起始。在仿真实验中,DLTS算法在强杂波环境下能够在时间损耗与逻辑法相近的情况下有效提高真假航迹起始率性能。     

并行联合概率航迹起始逻辑

本文在研究现有大量航迹起始方法的基础上,在机载脉冲多普勒雷达环境下,提出了一种用于机动目标和非机动目标的并行联合概率航迹起始逻辑.其主要思想是在工程实现背景下,通过对两种具有不同起始性能的航迹起始逻辑进行合并,构成一种新的航迹起始逻辑,兼顾机动目标和非机动目标的航迹起始.蒙特卡罗模拟结果表明,新方法克服了原有航迹起始方法的缺陷,保留了原有航迹起始方法的优点,降低了航迹起始平均时间,改善了航迹起始正确概率.     

基于LFM的双波段雷达航迹起始方法

线性调频(LFM)信号是一种重要的脉冲压缩信号。由于其具有众多优良性能,在工程实践中得到广泛应用。在不同工作频率下,LFM信号具有不同的距离多普勒耦合系数,脉压后带来的不同测距误差给双波段雷达的航迹起始带来困难。针对该问题,首先分析了多普勒耦合系数对双波段雷达测距的影响,导出了双波段雷达的非线性量测方程组;然后,采用加权最小二乘(高斯-牛顿迭代)法对运动目标进行定位;最后,提出了双波段雷达下的航迹起始方法。蒙特卡洛仿真结果表明:该方法可以在不同波段测量模式下有效提高目标航迹起始的准确率。     

基于多普勒信息的NSHT航迹起始方法

针对临近空间高超声速目标航迹起始困难的问题,依据超视距雷达能够提供目标精确多普勒信息的特点,从径向速度、径向机动能力和角速度3个方面推导了航迹起始约束条件,文中给出了更为精确的相关波门设计方法,通过目标运动特性确定最终航迹。仿真结果表明,该方法能够有效起始临近空间高超声速目标航迹,且效果优于传统利用目标位置信息进行航迹起始的方法。     

一种基于跟踪信息的多基雷达系统航迹起始算法

多基雷达系统(MSRS)可以大大提高目标定位性能,然而由于各个雷达站信噪比的差异,通常存在一些雷达站尚未建立目标航迹,从而不能最大程度地提高目标定位精度。因此,如何利用其它雷达站提供的目标跟踪信息,提高尚未建立目标航迹的雷达站的探测性能是一个值得研究的问题。为此,该文提出一种基于跟踪信息的航迹起始算法。首先将已经跟踪到目标的雷达站提供的目标跟踪信息,送至尚未建立目标航迹的雷达站;然后利用目标跟踪信息和目标运动模型,建立目标预测波门;最终在虚假航迹起始概率恒定的条件下,调整预测波门内的检测门限,完成目标检测和航迹起始过程。仿真实验表明,该算法可以大大提高目标检测概率和目标航迹起始概率。